無(wú)心外圓砂帶磨床自動(dòng)上下料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含圖紙】

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摘要 本文介紹了無(wú)心外圓磨床的上下料系統(tǒng)控制的原理和特點(diǎn)，主要是通過(guò)PLC控制液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件上料和收料的控制。先根據(jù)的已知條件計(jì)算并選擇液壓系統(tǒng)各個(gè)元件，如液壓泵、電磁閥、流量控制閥等，再設(shè)計(jì)連接液壓回路，形成液壓的傳動(dòng)系統(tǒng)。由液壓系統(tǒng)的不同控制控制方式、如手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，選擇合適的PLC，編寫程序，繪制電氣接線圖，并在運(yùn)行過(guò)程中不斷的調(diào)整和優(yōu)化。而且在整個(gè)過(guò)程中會(huì)有變頻器對(duì)電機(jī)的調(diào)速和傳感器的檢測(cè)，這些也有賴于PLC的控制，總之，最后由PLC程序控制液壓系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)整體，達(dá)到控制液壓系統(tǒng)完成特定的工作行程的目的。 關(guān)鍵詞：PLC 液壓系統(tǒng) 變頻器 第一章 緒論 1.1 本課題研究的目的和意義 1.2 本課題研究的內(nèi)容 1.3 國(guó)內(nèi)外研究情況及其發(fā)展 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 2.1 位移循環(huán)圖L—t 2.2速度循環(huán)圖v—t 2.3液壓缸的負(fù)載分析 第3章 液壓元件的計(jì)算和選型 3.1液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算 3.3閥類元件的選擇 3.4管道的選擇 3.5濾油器的選擇 3.6油箱的設(shè)計(jì) PLC部分設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 無(wú)心外圓砂帶磨床自動(dòng)上下料控制設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 109040205班 學(xué)生姓名 沈凱 學(xué)號(hào) 10904020517 指導(dǎo)教師 職稱 時(shí) 間 摘要 本文介紹了無(wú)心外圓磨床的上下料系統(tǒng)控制的原理和特點(diǎn)，主要是通過(guò)PLC控制液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件上料和收料的控制。先根據(jù)的已知條件計(jì)算并選擇液壓系統(tǒng)各個(gè)元件，如液壓泵、電磁閥、流量控制閥等，再設(shè)計(jì)連接液壓回路，形成液壓的傳動(dòng)系統(tǒng)。由液壓系統(tǒng)的不同控制控制方式、如手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，選擇合適的PLC，編寫程序，繪制電氣接線圖，并在運(yùn)行過(guò)程中不斷的調(diào)整和優(yōu)化。而且在整個(gè)過(guò)程中會(huì)有變頻器對(duì)電機(jī)的調(diào)速和傳感器的檢測(cè)，這些也有賴于PLC的控制，總之，最后由PLC程序控制液壓系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)整體，達(dá)到控制液壓系統(tǒng)完成特定的工作行程的目的。 關(guān)鍵詞：PLC 液壓系統(tǒng) 變頻器 Abstract This article describes the centerles cylindrical grinding machine loading and unloading system control principles and characteristics，Mainly through PLC control hydraulic system to achieve the workpiece feeding and rewinding controlled.First calculated according to the known conditions and select the individual components of hydraulic systems,Such as pumps, solenoid valves, flow control valve,Redesign of the hydraulic circuit connected to form a hydraulic drive system.Controlled by the hydraulic system of different control methods, such as manual control and automatic control,Select the appropriate PLC, programming,drawing electrical wiring diagram,And running continuously during the adjustment and optimization.But in the process will be the drive speed of the motor and sensor detection,These also depends on control of the PLC,In short, the last by the PLC program control hydraulic system to form a unified control system as a whole,To control the hydraulic system to accomplish specific tasks travel purposes. Key Words: PLC Hydraulic System Inverter 第一章 緒論 1.1 本課題研究的背景 心外圓砂帶磨床適用于管材、棒材等工件的外圓磨削和拋光，可磨削金屬、木材、玻璃、橡膠等材料。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)的要求也不斷提高，對(duì)于磨床磨削的要求越來(lái)越高，砂帶磨床的加工工效甚至超過(guò)了普通常規(guī)加工工藝,砂帶越來(lái)越寬,加工精度越來(lái)越高，已達(dá)到和超過(guò)砂輪磨床。如今，由于可編程控制器（PLC）在無(wú)心外圓砂帶磨床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，為了提高生產(chǎn)效率，PLC控制液壓系統(tǒng)對(duì)工件上下料在各種機(jī)床上也得到了廣泛的應(yīng)用。 1.2 本課題研究的內(nèi)容和方法 本課題主要是研究PLC控制液壓系統(tǒng)，從而在加工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)工件的上下料自動(dòng)化。而且，這個(gè)課題主要是采用實(shí)例分析，結(jié)合閱讀大量的文獻(xiàn)和查找資料，尋求出最佳的設(shè)計(jì)方案。 1.3國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 1.31液壓傳動(dòng)發(fā)展現(xiàn)狀 液壓傳動(dòng)與控制是以液體（油、高水基液壓油、合成液體）作為介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械量的輸出（力、位移或速度等）的。它與單純的機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)相比，具有傳遞功率大，結(jié)構(gòu)小、響應(yīng)快等特點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備及精密的自動(dòng)控制系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)技術(shù)是一門新的學(xué)科技術(shù)，它的發(fā)展歷史雖然較短，但是發(fā)展的速度卻非常之快。自從1795年制成了第一臺(tái)壓力機(jī)起，液壓技術(shù)進(jìn)入了工程領(lǐng)域；1906年開(kāi)始應(yīng)用于國(guó)防戰(zhàn)備武器。 第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要反應(yīng)快、精度高的自動(dòng)控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服控制系統(tǒng)。從60年代起，由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及電子技術(shù)的發(fā)展，不斷地對(duì)液壓技術(shù)提出新的要求，從民用到國(guó)防，由一般的傳動(dòng)到精確度很高的控制系統(tǒng)，這種技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 在國(guó)防工業(yè)中：海、陸、空各種戰(zhàn)備武器均采用液壓傳動(dòng)與控制。如飛機(jī)、坦克、艦艇、雷達(dá)、火炮、導(dǎo)彈及火箭等。 在民用工業(yè)中：有機(jī)床工業(yè)、冶金工業(yè)、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)方面，汽車工業(yè)、輕紡工業(yè)、船舶工業(yè)。 另外，近幾年又出現(xiàn)了太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、飛機(jī)駕駛模擬、船舶駕駛模擬器、地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車裝置等，均采用了液壓技術(shù)。 總之，一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可采用液壓技術(shù)。它的發(fā)展如此之快，應(yīng)用如此之廣，其原因就是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點(diǎn)，歸納起來(lái)液壓動(dòng)力傳動(dòng)方式具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率大；液壓傳動(dòng)裝置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活，易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)與保壓，安全可靠；元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化；液壓易與微機(jī)控制等新技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成“機(jī)-電-液-光”一體化便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化 1.3.2 PLC的發(fā)展現(xiàn)狀 長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非常可靠的控制方案。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200家，生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)仍以國(guó)外產(chǎn)品為主，如Siemens、A-B、OMRON、三菱、GE的產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，但都沒(méi)有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，可以說(shuō)PLC在我國(guó)尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。在PLC應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，應(yīng)用的行業(yè)也很廣泛。 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制自動(dòng)化和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造等方面得到了廣泛應(yīng)用, 與傳統(tǒng)的繼電器控制相比, PLC 具有控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、可靠性高、通用性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、易于編程、體積小、可在線修改、設(shè)計(jì)與調(diào)試周期短、便于安裝和維修等突出優(yōu)點(diǎn), 而且一般不需要采取什么特殊措施, 就能直接在工業(yè)環(huán)境中使用, 更加適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求, 使用PLC 控制液壓控制系統(tǒng)能提高系統(tǒng)的整體性能,具有較明顯的優(yōu)越性。 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 2.1 位移循環(huán)圖L—t 圖2-1為液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖，縱坐標(biāo)L表示活塞位移，橫坐標(biāo)t表示從活塞啟動(dòng)到返回原位的時(shí)間，曲線斜率表示活塞移動(dòng)速度。 圖2-1 位移循環(huán)圖 圖中，0-t1 表示慢速上升，t1-t2 表示保壓停留，t2-t3快速下降回程。且頂升的高度為200mm。 2.2速度循環(huán)圖v—t 液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度循環(huán)圖如圖2-2所示，縱坐標(biāo)V表示活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度，橫坐標(biāo)t表示時(shí)間。 圖2.2 速度循環(huán)圖 因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程中的速度分析較為復(fù)雜，所以可以簡(jiǎn)化為是以50mm/s的速度頂升，停留一段時(shí)間后，以80mm/s的速度下降。 2.3液壓缸的負(fù)載分析 液壓缸的負(fù)載力計(jì)算： 工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服的負(fù)載由六部分組成： (2-31) 式中：Fc為切削阻力；Ff為摩擦阻力；Fi為慣性阻力；FG為重力；Fm為密封阻力；Fb為排油阻力。因?yàn)樵诒痉桨钢谢钊麠U做上下的直線往返運(yùn)動(dòng)，而且Fc為切削阻力、Ff為摩擦阻力、Fm為密封阻力可以忽略不計(jì)。 無(wú)心外圓磨床的加工材料為合金鋼和碳鋼，尺寸如圖2.3 圖2.3 工件尺寸圖 工件的重量為，頂升時(shí)還有支撐架，所以可設(shè)定為3000N。=500N ，又因?yàn)橄鄬?duì)的值較小，可取=1000N，所以F=++=4500N。 第3章 液壓元件的計(jì)算和選型 3.1液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1 初步確定液壓缸的工作壓力 根據(jù)液壓缸的負(fù)載F=4500N，因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)是兩個(gè)液壓缸同時(shí)工作，單個(gè)液壓缸的負(fù)載=2250N。所以，液壓缸的工作壓力的選擇有兩種方式：一是根據(jù)機(jī)械類型選；二是根據(jù)切削負(fù)載選。如表3-1、表3-2所示。 表3-1 按負(fù)載選執(zhí)行文件的工作壓力 負(fù)載/N ＜5000 500-10000 10000-20000 20000～30000 30000～50000 ＞50000 工作壓力/Mpa ≤0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 ＞5 表3-2 按機(jī)械類型選執(zhí)行文件的工作壓力 機(jī)械類型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 工程機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力/MPa a≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32 又表3-1可知，液壓缸的工作壓力P為0.8--1M。 3.1.2液壓缸的尺寸計(jì)算 選用雙作用單活塞液壓缸，其供油壓力為P,回油壓力為0.液壓缸的輸出力F=AP，A為液壓缸的有效面積，是機(jī)械效率，可取0.9.液壓缸的工作壓力P取0.8M。F==2250N,得到D=0.06309m=63.09mm。查液壓手冊(cè)GB/T2348-93，將液壓缸直徑圓整得D為63mm，則無(wú)桿腔的面積=31.16。 可根據(jù)活塞桿的伸出和退回的速度比求活塞桿的直徑，查手冊(cè)可得活塞桿直徑d=40mm。那么有桿腔的有效面積=。 3.1.3 液壓缸流量的計(jì)算 A為液壓缸的有效面積，活塞桿運(yùn)動(dòng)的最大速度，運(yùn)動(dòng)的最小速度為，液壓缸最大流，最小流量。因?yàn)樯仙c下降時(shí)的流量基本相同，故可使用定量泵。而且定量泵、分流閥等液壓元件的最小穩(wěn)定流量要小于等于9.248L/min。 3.2液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算 要選擇合適的液壓泵就必須先要確定液壓泵的最大工作壓力?；钊麠U上升時(shí)液壓缸的壓力為，這是單個(gè)液壓缸的壓力?；钊麠U下降時(shí)液壓缸的壓力為，粗布估計(jì)右路壓力損失為0.8。 則液壓泵的工作壓力為0.8022+0.8=2.404，液壓泵的最大流量=KQ=1.19.34822=41.08L/min，在回路中泄露按液壓泵最大輸入流量的1.1倍計(jì)算。 活塞桿上升送料時(shí)的輸入功率P=，送料下降時(shí)的輸入功率為1.30944kw，因?yàn)楸玫男蕿?，?qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)所需功率P=1.648/0.7=2.354kw。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查閱液壓手冊(cè)可選用葉片泵的型號(hào)為,其流量為48L/min，轉(zhuǎn)速為960r/min，而且其電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為7.5kw，再由此可以選用三相異步電動(dòng)機(jī)Y160M-6作為其驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 3.3閥類元件的選擇 下圖是液壓傳動(dòng)圖。 圖3.31 液壓傳動(dòng)圖 在圖中有一個(gè)溢流閥、兩個(gè)節(jié)流閥、一個(gè)分流閥和相同的分流集流閥，而且根據(jù)選用的液壓泵和液壓缸，以及它們?cè)诓煌r下的流量和工作壓力，可按下表3.3選用液壓閥，還要注意閥的最小穩(wěn)定流量要小于等于9.248L/min。 估計(jì)通過(guò)的流量l/min 型號(hào) 額定壓力 調(diào)節(jié)壓力 溢流閥 10 Y-10B 6.3 2.5 節(jié)流閥 19 MG8G1.2 31.5 三位四通閥 18.8 34D-20B 分流集流閥 18.6 FJL-B10H 分流閥 48 3FJL-10-50H 表3.3 液壓閥的選用 液壓回路中所用到的液壓元件名稱、符號(hào)、及其作用說(shuō)明，見(jiàn)表（3.4） 序號(hào) 名稱 符號(hào) 作用 1 三位四通電磁換向閥 通過(guò)閥芯與閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)改變液體的流向，控制液壓缸前進(jìn)和后退。 2 分流集流閥 控制和分配油路中的流量。 3 雙作用單活塞桿缸 將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 4 節(jié)流閥 控制油路中流量大小。 5 單向定量液壓泵 將液壓油從油缸引入液壓油路中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能。 7 油箱 為系統(tǒng)存儲(chǔ)液壓油 3.4濾油器的選型 液壓油中往往含有顆粒狀雜質(zhì)，會(huì)造成液壓元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞，使系統(tǒng)工作可靠性大為降低。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。濾油器的過(guò)濾精度是指濾芯能夠?yàn)V除的最小雜質(zhì)顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸表示，按精度可分為粗濾油器（d＜100 )普通濾油器(d＜10 )，精濾油器（d＜5 )，特精濾油器（d＜1 )。 選擇濾油器的依據(jù)有以下幾點(diǎn)： (1)承載能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定。 (2)過(guò)濾精度：按被保護(hù)元件的精度要求確定，選擇時(shí)可參閱表3-4。 (3)通流能力：按通過(guò)最大流量確定。 (4)阻力壓降：應(yīng)滿足過(guò)濾材料強(qiáng)度與系數(shù)要求。 系統(tǒng) 過(guò)濾精度(μm) 元件 過(guò)濾精度(μm) 低壓系統(tǒng) 100～150 滑閥 1/3最小間隙 70×105Pa系統(tǒng) 50 節(jié)流孔 1/7孔徑(孔徑小于1.8mm) 100×105Pa系統(tǒng) 25 流量控制閥 2.5～30 140×105Pa系統(tǒng) 10～15 安全閥溢流閥 15～25 電液伺服系統(tǒng) 5 高精度伺服系統(tǒng) 2.5 表3-4 濾油器過(guò)濾精度的選擇 根據(jù)以上條件，選用WU型網(wǎng)式吸油過(guò)濾器，型號(hào)為WU-40180，是普通濾油器，通過(guò)流量40/min，用螺紋連接。 3.5油箱的設(shè)計(jì) 油箱的作用是儲(chǔ)油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。其形式有開(kāi)式和閉式兩種：開(kāi)式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開(kāi)式油箱應(yīng)用較多。 3.5.1油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1)油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過(guò)油箱高度的80%。 (2)吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大。 (3)油箱底部應(yīng)有適當(dāng)斜度，泄油口置于最低處，以便排油。 (4)注油器上應(yīng)裝濾網(wǎng)。 (5)油箱的箱壁應(yīng)涂耐油防銹涂料。 3.52油箱容量計(jì)算 油箱的有效容量V可近似用液壓泵單位時(shí)間內(nèi)排出油液的體積確定。 (3-51) 式中：K為系數(shù)，低壓系統(tǒng)取2～4，中、高壓系統(tǒng)取5～7；Σq為同一油箱供油的各液壓泵流量總和。根據(jù)管路流量估算選取容量為200L的油箱。 第4章 PLC的選用 4.1 PLC的特點(diǎn) a可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) b豐富的I/O接口模塊 c編程簡(jiǎn)單 d安裝簡(jiǎn)單，維修方便 e配套齊全，功能完美 f體積小，重量輕，能耗低 g系統(tǒng)設(shè)計(jì)，調(diào)試周期短 4.2 PLC的選型原則 (1)輸入輸出I/O點(diǎn)數(shù)的估算 　　I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 (2)存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。 (4)控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 4.3機(jī)型的選擇 選擇PLC時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：容量的選擇、輸入輸出模塊的選擇、控制功能的選擇、電源模塊的選擇等。根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)所選電機(jī)的功率以及上面幾點(diǎn)的綜合考慮，初步選擇PLC的型號(hào)為三菱FX-2N48MR。這個(gè)PLC共有48個(gè)輸入輸出點(diǎn)，而且輸出方式是繼電器輸出。 FX-2N48MR端子分布如下圖 各端子的定義如下表： 第5章 滾輪電機(jī)的選擇和調(diào)速 5.1滾輪電機(jī)的選擇 根據(jù)計(jì)算要求，選取三相異步電動(dòng)機(jī)，Y型，型號(hào)為Y132S-8，其功率為2.2kw，同步轉(zhuǎn)速為710r，額定電流5.6A。 5.2變頻器的選用 根據(jù)滾輪電機(jī)的型號(hào)選擇，變頻器的輸出功率和額定電流應(yīng)大于三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和額定電流，而且對(duì)于連續(xù)恒附在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的變頻器容量可按公式 ： 其中K--電流波形系數(shù)；取1.05-1.10； --變頻器額定容量，kVA; 、--電動(dòng)機(jī)的額定電流、電壓； --變頻器的額定電流。 根據(jù)以上要求，選取三菱變頻器FR-A540，當(dāng)其要調(diào)速的三相異步電動(dòng)機(jī)的功率為2.2kw時(shí)，其額定電流為6A，額定容量為4.2kVA。電壓為三相，380v-450v，50Hz-60Hz。符合要求。 5.3滾輪電機(jī)的調(diào)速 5.31三相異步的調(diào)速方式 （1）變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法 這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，特點(diǎn)如下：具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低； 有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。 本方法適用于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。 （2)變頻調(diào)速方法 變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)； 調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。 (3)串級(jí)調(diào)速方法 串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為：可將調(diào)速過(guò)程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高； 裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70％－90％的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)；晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。 本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。 (4)繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。 (5）定子調(diào)壓調(diào)速方法 當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)： 調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 調(diào)壓過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。 調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。 （6）電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源（控制器）三部分組成。直流勵(lì)磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導(dǎo)通角，可以改變勵(lì)磁電流的大小。 電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極和勵(lì)磁繞組三部分組成。電樞和后者沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。電樞與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱為主動(dòng)部分，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對(duì)接稱為從動(dòng)部分。當(dāng)電樞與磁極均為靜止時(shí)，如勵(lì)磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對(duì)N、S極性交替的磁極，其磁通經(jīng)過(guò)電樞。當(dāng)電樞隨拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電樞與磁極間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流，此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1，這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式，變動(dòng)轉(zhuǎn)差離合器的直流勵(lì)磁電流，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特點(diǎn)： 裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無(wú)級(jí)調(diào)速；對(duì)電網(wǎng)無(wú)諧影響；速度失大、效率低；本方法適用于中、小功率，要求平滑動(dòng)、短時(shí)低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。 （7）液力耦合器調(diào)速方法 液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。液力耦合器的動(dòng)力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對(duì)充液量的大小是一致的。在工作過(guò)程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，作到無(wú)級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為： 功率適應(yīng)范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用及維修方便，且造價(jià)低；尺寸小，能容大；控制調(diào)節(jié)方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 本方法適用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速 5.32 變頻器的調(diào)速原理 根據(jù)以上的調(diào)速方法比較，選用變頻調(diào)速，因?yàn)槠湔{(diào)速的平滑性好，適用于磨床中工件前進(jìn)進(jìn)給的要求。 變頻器的工作原理：交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：n＝60 f(1－s)/p 式中n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；f———異步電動(dòng)機(jī)的頻率；s———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；p———電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 由式(1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。下圖5-1為電機(jī)調(diào)速的控制圖。 圖5-1為電機(jī)調(diào)速的控制圖 按下PLC的開(kāi)關(guān)就可以啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而且調(diào)節(jié)電位器就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)極調(diào)速。但是在此之前必須要在變頻器的控制面板上設(shè)定好參數(shù)，只有這樣電動(dòng)機(jī)才能正常的工作。變頻器參數(shù)設(shè)定：先設(shè)Pr.79=1設(shè)定各參數(shù)，Pr.1上限頻率為50Hz，Pr.2下線頻率為0Hz，Pr.3基底頻率為50Hz，Pr.13啟動(dòng)頻率為7Hz，調(diào)節(jié)電位器就可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，電位器RP（2w/1kw）的電源有變頻器提供，設(shè)定Pr.73=0，選擇電壓信號(hào)DC 0---10v，最后再Pr.79=2，用PLC信號(hào)控制變頻器運(yùn)行 第6章 PLC的控制 6.1 控制要求 無(wú)心外圓磨床上下料控制，主要是通過(guò)PLC控制液壓回路中電磁閥的得電與失電，以及滾輪電動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上下料的自動(dòng)化。在總個(gè)控制過(guò)程中，由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工件上下料，而變頻器控制滾輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件磨削的進(jìn)給速度，這對(duì)于工件表面粗糙度的影響至關(guān)重要。而控制這些動(dòng)作的裝置是各種電器，有按鈕開(kāi)關(guān)SB、行程開(kāi)關(guān)SQ及電磁鐵YA。 6.2 電氣原理圖 圖6-21為主電路圖 圖6-21 主電路圖 上圖為主電路圖，用于控制液壓泵電機(jī)和滾輪電機(jī)，因?yàn)橐簤罕秒姍C(jī)M1是正轉(zhuǎn)，沒(méi)有反轉(zhuǎn)。所以在起控制電路中，電源開(kāi)關(guān)SB10和急停開(kāi)關(guān)SB9串聯(lián)，且急停開(kāi)關(guān)處于常閉狀態(tài)，電源開(kāi)關(guān)是常開(kāi)狀態(tài)，它們之間相互互鎖，交流繼電器可以得電后使電機(jī)啟動(dòng)，和電源開(kāi)關(guān)并聯(lián)用于電機(jī)開(kāi)啟后可以自鎖。滾輪電機(jī)受變頻器和PLC的共同控制，在以下會(huì)詳細(xì)介紹。 下圖為PLC電氣原理圖 圖6-22 PLC輸入量 圖6-23 PLC輸出量控制 根據(jù)上面幾個(gè)電器原理圖，對(duì)于液壓回路圖以及PLC電氣原理圖的分析，可得到具體的控制細(xì)節(jié)和整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行原理，如下：接通電源，液壓泵電機(jī)M1啟動(dòng)，按下啟動(dòng)按鈕，電磁閥1YA得電，液壓缸活塞頂升工件到上限位，擋鐵壓下行程開(kāi)關(guān)SQ1，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，工件停止上升，定時(shí)器定時(shí)1s，電磁閥2YA得電，料架開(kāi)始下降，下降到最低位時(shí)，擋鐵壓下行程開(kāi)關(guān)SQ2，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，活塞桿停止下降。這時(shí)若工作臺(tái)上的壓力傳感器檢測(cè)到了壓力，則滾輪電機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，工件向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)砂輪磨削之后，繼續(xù)前進(jìn)，到前進(jìn)限位，行程開(kāi)關(guān)SQ5的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，工件停止前進(jìn)。且電磁閥3YA得電，收料料架頂升工件上升，到上限位，擋鐵壓下行程開(kāi)關(guān)SQ3，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，工件停止上升，定時(shí)器定時(shí)1s，電磁閥4YA得電，料架開(kāi)始下降，下降到最低位時(shí)，擋鐵壓下行程開(kāi)關(guān)SQ2，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，活塞桿停止下降。這就是起運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程。 6.3 I/O端口分配表 輸入 輸出 輸入設(shè)備接口 繼電器地址 輸出設(shè)備接口 輸出設(shè)備 手動(dòng) X1 Y0 電磁閥1YA線圈KA1 單步 X 2 Y1 電磁閥2YA線圈KA2 單周期 X3 Y2 電磁閥3YA線圈KA4 連續(xù) X4 Y3 電磁閥4YA線圈KA1 啟動(dòng)按鈕SB1 X5 Y4 中間繼電器KA 停止按鈕SB2 X6 Y5 原位指示燈 送料上限開(kāi)關(guān)SQ1 X7 送料下限開(kāi)關(guān)SQ2 X10 收料上限開(kāi)關(guān)SQ3 X11 收料下限開(kāi)關(guān)SQ4 X12 前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)SQ5 X13 滾輪電機(jī)啟動(dòng)按鈕SB3 X14 滾輪電機(jī)停止按鈕SB4 X15 壓力傳感器 X16 送料上升開(kāi)關(guān)SB5 X17 送料下降開(kāi)關(guān)SB6 X20 收料上升開(kāi)關(guān)SB7 X21 收料下降開(kāi)關(guān)SB8 X22 熱繼電器FR1 X23 熱繼電器FR2 X24 表6.31I/O端口分配表 其中，所選用的電氣元件如表6.32 按鈕開(kāi)關(guān) 8 LAS1-BY 汕頭市粵新電子有限公司 旋鈕開(kāi)關(guān) 1 YCX16 上海永長(zhǎng)智能科技有限公司 限位開(kāi)關(guān) 5 24V7H335-112 北京中科林峰科技有限公司 開(kāi)關(guān)電源 1 NED-75B 汕頭市粵新電子有限公司 熱繼電器 2 NR3-16?0.11-17.6A 上海地標(biāo)工貿(mào)有限公司 中間繼電器 5 RXM3AB2B 施耐德電氣 指示燈 1 XB2-BVB5LC 施耐德電氣 表6.32 電氣元件 6.4程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖如6-41 圖6-41 系統(tǒng)流程圖 6.5程序設(shè)及分析 如圖6-51為操作面板 6-51為操作面板 下面為程序圖，分為三個(gè)部分：公用程序、手動(dòng)程序、自動(dòng)程序。 公用程序： 公用程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序的切換和處理，如圖，當(dāng)處于手動(dòng)方式，初始步（M0)以外的各部對(duì)應(yīng)的輔助繼電器（M11--M17）復(fù)位。而在跳轉(zhuǎn)指令中，當(dāng)選擇手動(dòng)時(shí)，指針直接跳到P0,當(dāng)其為自動(dòng)時(shí)，指針跳到P1，執(zhí)行自動(dòng)程序。 手動(dòng)程序如下： P0 切換到手動(dòng)時(shí)，沒(méi)按下不同的按鈕，就執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。 P1 自動(dòng)程序控制單周期、連續(xù)、和單步。而這三種工作方式主要是用連續(xù)標(biāo)志M1和轉(zhuǎn)換允許M2來(lái)區(qū)分。 第7章 三菱編程軟件和仿真軟件 7.1三菱編程軟件 本次使用的編程軟件為GX Developer 7.08，以下為其基本操作方式。 1） 進(jìn)入編程軟件GX Developer 7.08： 1-1點(diǎn)選“開(kāi)始”菜單欄，順序點(diǎn)選“所有程序”→“MELSOFT應(yīng)用程序”→“GX Developer”，點(diǎn)擊打開(kāi)； 圖1 1-2進(jìn)入GX Developer 7.08軟件初始畫面； 圖 2 1-3新建一個(gè)PLC程序，順序點(diǎn)選主菜單欄中“工程”→“創(chuàng)建新工程”； 圖 3 1-4“創(chuàng)建新工程”提示欄內(nèi)點(diǎn)選“PLC系列”，在下拉菜單內(nèi)選擇所用PLC系列，此文以FX2N型PLC為例說(shuō)明，點(diǎn)選“FXCPU”亮后，左鍵單擊進(jìn)行確認(rèn)； 圖 4 1-5“創(chuàng)建新工程”提示欄內(nèi)點(diǎn)選“PLC類型”，在下拉菜單內(nèi)選擇所用PLC類型，此文以FX2N型PLC為例說(shuō)明，點(diǎn)選“FX2N(C)”亮后左鍵單擊進(jìn)行確認(rèn)，按“確認(rèn)”完成創(chuàng)建流程； 圖5 1-6進(jìn)入GX Developer 7.08軟件使用畫面； 圖6 2）寫入PLC程序并轉(zhuǎn)換： 2-1打開(kāi)GX Developer軟件后，并建立新工程后，軟件運(yùn)行模式默認(rèn)為“寫入模式”，光標(biāo)默認(rèn)停留于第0步位置，鼠標(biāo)移至該位置，點(diǎn)擊右鍵，在出現(xiàn)的下拉菜單內(nèi)選擇“行插入”； 圖7 2-2行插入后，END結(jié)束步前增加灰色區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)可輸入梯形圖語(yǔ)句； 光標(biāo)位置移動(dòng)方法——①鼠標(biāo)自由移動(dòng)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵確定光標(biāo)位置 ②鍵盤的方向按鍵“↑、↓、←、→”，按鍵一次移動(dòng)一格，多次執(zhí)行“行插入”，可多增加梯形圖輸入灰色區(qū)域?！靶胁迦搿睍r(shí)灰色區(qū)域增加方向，按光標(biāo)位置向上； 圖8 各按鍵基本包括了梯形圖繪制常用的輸入觸點(diǎn)、輸出線圈、連接線等常用繪制指令，按需求點(diǎn)擊相應(yīng)按鍵； 圖9 2-4以“LD X1”為例說(shuō)明，鼠標(biāo)點(diǎn)擊“梯形圖標(biāo)記”工具條第一個(gè)按鍵，顯示“梯形圖輸入”提示框，鼠標(biāo)移至第二格，點(diǎn)擊左鍵進(jìn)入文本框，框內(nèi)輸入從X、Y、M、T、S、C等軟元件的編程值如“X1”，按“確定”； 圖10 2-5“LD X1”程序步生成，光標(biāo)位置自動(dòng)向后移動(dòng)一格 圖11 2-6同前操作分步輸入PLC程序，時(shí)間繼電器T0輸入時(shí)在“梯形圖輸入”提示框內(nèi)順序輸入“T0”→鍵盤空格鍵→“K20”，形成梯形圖； 圖12 2-7順序點(diǎn)選主菜單欄中“變換”→“變換”，將編輯的程序梯形圖變換為PLC可識(shí)別的內(nèi)部語(yǔ)言指令； 圖13 2-8 PLC程序轉(zhuǎn)換完成； 圖14 2-9順序點(diǎn)選主菜單欄中“工具”→“程序檢查”，進(jìn)行程序檢查； 圖15 2-10“程序檢查（MAIN）”提示框內(nèi)，檢查內(nèi)容默認(rèn)為全部選擇，檢查對(duì)象默認(rèn)為選擇“當(dāng)前的程序作為對(duì)象”，點(diǎn)選“執(zhí)行”，如有出錯(cuò)，則于文本框內(nèi)會(huì)顯示出錯(cuò)的軟元件名稱、出錯(cuò)步數(shù)、出錯(cuò)原因說(shuō)明； 圖16 7.2三菱仿真軟件 3） 進(jìn)入仿真軟件 GX Simulator 6C： 3-1順序點(diǎn)選主菜單欄中“工具”“梯形圖邏輯測(cè)試起動(dòng)”； 圖17 3-2顯示“LADDER LOGIC TEST TOOL”提示框，不要有任何操作干擾 圖18 3-3軟件自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)顯示“PLC寫入”提示框，不要有任何操作干擾 圖19 3-4軟件啟動(dòng)完成，“LADDER LOGIC TEST TOOL”提示框內(nèi)變化如圖，“RUN”變色為黃色，“運(yùn)行狀態(tài)”欄選為“RUN”，此提示框內(nèi)不要有任何操作 圖20 3-5軟件啟動(dòng)完成，顯示窗口畫面如圖，軟件運(yùn)行模式默認(rèn)為“監(jiān)視模式”； 圖21 3-6出現(xiàn)的“監(jiān)視狀態(tài)”提示欄顯示PLC處于“RUN”狀態(tài)及程序單循環(huán)執(zhí)行周期時(shí)間，該提示欄可關(guān)閉； 圖22 4）PLC程序仿真運(yùn)行/PLC程序軟元件測(cè)試： 說(shuō)明：仿真運(yùn)行環(huán)境下，光標(biāo)位置顯示藍(lán)色全色，處于接通狀態(tài)的輸入觸點(diǎn)、輸出線圈顯示藍(lán)色，對(duì)時(shí)間繼電器T、狀態(tài)寄存器C、數(shù)據(jù)寄存器D等軟元件均顯示當(dāng)前運(yùn)算數(shù)值 4-1順序點(diǎn)選主菜單欄中“在線”→“調(diào)試”→“軟元件測(cè)試”；； 圖23 4-2進(jìn)入“軟元件測(cè)試”提示框畫面； “位軟元件”——欄內(nèi)可輸入X\Y\M\C\S等位軟元件，點(diǎn)擊“強(qiáng)制ON”接通軟元件觸點(diǎn)或線圈，點(diǎn)擊“強(qiáng)制OFF”斷開(kāi)軟元件觸點(diǎn)或線圈，短促間隔點(diǎn)擊“強(qiáng)制ON/OFF取反”可以近似模擬觸發(fā)點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；“字軟元件”——欄內(nèi)可輸入T/D等字軟元件；在“設(shè)置值”框內(nèi)輸入模擬設(shè)置值，點(diǎn)擊“設(shè)置”按鍵開(kāi)始時(shí)間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器相關(guān)的仿真運(yùn)算；“執(zhí)行結(jié)果”——欄內(nèi)顯示各類軟元件仿真運(yùn)行的結(jié)果； 圖24 4-3本文以輸入觸點(diǎn)“X1”的模擬開(kāi)關(guān)為例說(shuō)明，鼠標(biāo)移至“軟元件測(cè)試”提示框內(nèi)“位軟元件”的“軟元件”欄，左鍵點(diǎn)擊進(jìn)入，輸入“X1”，左鍵點(diǎn)擊“強(qiáng)制ON”，“執(zhí)行結(jié)果”欄內(nèi)顯示“X1”為“強(qiáng)制ON”； 圖25 4-4同時(shí)可以仿真多個(gè)位軟元件，如“X2”，輸入操作如前項(xiàng)； 圖26 4-5在輸入多個(gè)位軟元件時(shí)，可鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊“軟元件”欄目下拉箭頭“▼”后，移動(dòng)藍(lán)色顯示條確定測(cè)試的軟元件對(duì)象； 圖27 4-6對(duì)于不同類型的軟元件觸點(diǎn)的測(cè)試中仿真、復(fù)位、觸點(diǎn)塊顏色變化列表如下： 觸點(diǎn)類型 仿真動(dòng)作啟動(dòng)按鍵 模擬狀態(tài) 仿真復(fù)位按鍵 觸點(diǎn)塊顏色 常開(kāi) 強(qiáng)制ON 接通 強(qiáng)制ON/OFF取反 白色→藍(lán)色 常閉 強(qiáng)制ON 斷開(kāi) 強(qiáng)制ON/OFF取反 藍(lán)色→白色 上升沿脈沖 強(qiáng)制ON 短促接通 強(qiáng)制ON/OFF取反 白→藍(lán)→白 下降沿脈沖 強(qiáng)制OFF 短促接通 強(qiáng)制ON/OFF取反 白→藍(lán)→白 4-7如“執(zhí)行結(jié)果”欄顯示內(nèi)容過(guò)多，不利清晰判讀，可點(diǎn)選“清除”，在圖示提示框內(nèi)點(diǎn)選“是”。 圖28 4-8點(diǎn)選“軟元件測(cè)試”提示框內(nèi)“關(guān)閉”，則退出PLC程序軟元件測(cè)試模式。 5） 退出仿真運(yùn)行/返回寫入模式： 5-1順序點(diǎn)選主菜單欄中“工具”→“梯形圖邏輯測(cè)試舊結(jié)束”； 圖29 5-2點(diǎn)擊圖示提示框內(nèi)“確定”，結(jié)束梯形圖邏輯測(cè)試，退出仿真運(yùn)行； 圖29 圖30 5-4如需繼續(xù)修改編輯PLC程序，需由“讀出模式”轉(zhuǎn)為“寫入模式”，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊程序工具條（圖9）處第3個(gè)按鍵轉(zhuǎn)為“寫入模式”； 圖31 6）保存程序/退出軟件： 6-1保存程序需處于“讀出模式”或“寫入模式”，對(duì)于新建程序，需順序點(diǎn)選主菜單欄“工程”→“另存工程為”； 圖32 6-2圖示為按GX軟件安裝目錄下默認(rèn)的程序保存路徑，可以在“另存工程為”提示框內(nèi)的“工程名”欄內(nèi)輸入擬存程序識(shí)別名稱后，點(diǎn)擊保存。 結(jié)論 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我又學(xué)習(xí)到了很多的新知識(shí)，比如PLC的編程以及它的控制原理，還有液壓傳動(dòng)和變頻器調(diào)速等。因?yàn)槲沂且幻麢C(jī)械制造方面的學(xué)生，而對(duì)于電氣方面的知識(shí)不是十分了解，而選擇了這個(gè)課題對(duì)我而言有難度。在這個(gè)過(guò)程中我查閱了很多的資料，把這個(gè)課題分割成了三個(gè)大的部分：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，PLC的編程和控制，最后是模擬仿真，這樣問(wèn)題就變得清晰多了，而這也是我這次設(shè)計(jì)中最大的收獲--如何找到好的方法解決好問(wèn)題。也許大海再大，還是會(huì)有邊界的，但知識(shí)是無(wú)窮盡的。我們一定會(huì)在以后的工作生活中遇到各種各樣的難題，很多的問(wèn)題會(huì)很棘手，但只要我們找到好的方法，秉持著堅(jiān)定的信念，那么我們會(huì)像一位偉人說(shuō)的那樣——我們必須要成功，我們也必將成功。 致 謝 首先，我要感謝重慶理工大學(xué)，感謝機(jī)械工程學(xué)院對(duì)我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識(shí)，感謝各位老師在這四年里對(duì)我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。 本論文從選題到最后定稿成文，本校張明德老師一直給予了悉心指導(dǎo)，張老師那種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，廣博深邃的洞察力，孜孜不倦的開(kāi)拓精神和敬業(yè)精神令我深受啟迪和教益，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師張老師致以深深的謝意。 最后我還要感謝和我一組的文川同學(xué)，我們兩相互討論，相互幫助，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中他給了我很多的啟示，真誠(chéng)的感謝。 參考文獻(xiàn) ［1］楊曙東、何存星.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng).第三版.2008年 武漢 華中科技大 學(xué)出版社 ［2］雷天覺(jué).新版液壓工程手冊(cè).2005年9月.北京 北京理工大學(xué)出版社 ［3］周恩濤、徐學(xué)新.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè).2007年8月.北京 機(jī)械工業(yè)出版社 ［4］馮清秀、鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.第五版.2011年6月.武漢 華中科技大學(xué)出版社 ［5］王萬(wàn)麗、郝慶文.三菱系類PLC原理及應(yīng)用.2009年1月.北京 人民郵電出版社 ［6］廖長(zhǎng)初.FX系列PLC編程及應(yīng)用.2005年4月.北京 機(jī)械工業(yè)出版社 ［7］肖明耀.三菱FX系列PLC應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn).2010年4月.北京 中國(guó)電力出版社 ［8］張樹(shù)臣.學(xué)刊電氣控制線路圖.2011年12月.北京 中國(guó)電力出版社 ［9］阮友德.PLC、變頻器綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn).2009年.北京 中國(guó)電力出版社 [10］黎冰.變頻器實(shí)用手冊(cè).2011年.北京 中國(guó)電力出版社 ［11］黃國(guó)志.系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè).2004年1月.北京 機(jī)械工業(yè)出版社 ［12］姚稚耕.電器自動(dòng)化控制.2004年.北京 機(jī)械工業(yè)出版社 [13]吳宗澤 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).2004年.北京 機(jī)械工業(yè)出版社 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